Механизированная наплавка

Процесс наплавки происходит при горении электрической дуги между электродной проволокой и деталью под слоем сыпучего флюса.

Оборудование для наплавки

Автоматическую наплавку под слоем флюса производят на специальных установках, основными элементами которых являются токарный станок с наплавочной головкой вместо резцедержателя и источник питания дуги. Для снижения частоты вращения шпинделя токарный станок переоборудуют, вмонтировав между двигателем привода станка и ведомым шкивом понижающий редуктор, рассчитанный на вращение детали со скоростью 2-5 об/мин.

Для автоматической наплавки под слоем флюса коленчатых валов разработаны специальные установки, не требующие доработки. Одна из них — ОКС-5523 — работает в полуавтоматическом режиме. Особенностью этой установки является бесступенчатое регулирование скоростей наплавки и наличие универсальных центросместителей.

В качестве источников тока при автоматической наплавке используют преобразователи ПСГ-500, ПСУ-500-2, выпрямители ВС-600, ВКС-500-1 и др. Для подачи электродной проволоки в зону наплавки используют наплавочные головки А580М, ОКС-1031Б, ОКС-1252А и др.

Электродная проволока

В качестве электрода при автоматической наплавке деталей под слоем флюса применяют пружинную проволоку 2-го класса диаметром 1,6-2,0 мм с содержанием углерода 0,7-0,8%. При восстановлении деталей находят также применение проволоки следующих марок: низкоуглеродистые сварочные Св-0,8 и Св-0,8А; легированные сварочные Св-18ХГС и Св-08Г2С; углеродистые наплавочные Нп-50 и Нп-80; легированная наплавочная Нп-ЗОХГСА, высоколегированная наплавочная Нп-2Х14.

При выборе проволоки необходимо учитывать, что наплавленный металл должен быть близок по химическому составу к основному металлу.

Флюс

Приготавливают флюс так: на 10 весовых частей флюса АН-348-А берут 0,5 части порошкового графита и 0,4 части порошкового феррохрома №6 и, тщательно их смешав, вливают в массу 0,5 части жидкого стекла. Графит (ЭУТ-1, ЭУБ или ЭУН) должен быть предварительно просеян через сито с размером ячеек 0,05-0,07 мм. Феррохром просеивают через сито, имеющее на 1 см² около 1000 отв. Затем массу снова перемешивают, пока вся она не станет увлажненной. Приготовленную массу устанавливают в электропечь и прокаливают 3-3,5 ч при 550-600°С. После остывания флюс разбивают тщательно в порошок и просеивают через сито с 9 отв/см².

К полученной массе добавляют 10 частей отдельно прокаленного и просеянного чистого флюса АН-348-А и всю массу тщательно перемешивают. В таком виде флюс применяют для наплавки стальных деталей, требующих высокую твердость поверхностного слоя. Если в качестве электродной проволоки применяют пружинную проволоку 2-го класса, то при наплавке деталей под флюсом указанного состава твердость металла достигает 52-62 HRC. Для обеспечения такой твердости при наплавке сварочной проволокой Св-08 флюс должен иметь несколько другой состав: (в процентах по массе) стандартный флюс АН-348-А — 95,5; графит порошковый — 2,5; феррохром № 6 порошковый — 2.

Приготовленный флюс должен храниться в сухом помещении. В случае длительного перерыва в работе и увлажнения флюса его перед применением необходимо прокалить.

Подготовка к наплавке

Перед наплавкой восстанавливаемая поверхность должна быть тщательно очищена. Зачистку производят шлифовальной шкуркой (лентой) при вращении детали в центрах станка. Если деталь раньше восстанавливалась вибродуговой наплавкой, то перед наплавкой под слоем флюса ранее наплавленный слой необходимо сошлифовать.

Остатки смазки с электродной проволоки снимают резиновыми шайбами с проколотыми отверстиями. Шайбы устанавливают перед входом проволоки в наплавочную головку.

Отверстия, выходящие на поверхность наплавки, заглушают графитовой пастой, замешанной на жидком стекле, или графитовыми стержнями. Операцию выполняют за сутки до наплавки с тем, чтобы паста успела затвердеть.

Деталь в патроне должна быть надежно закреплена. Биение наплавляемой поверхности не должно превышать 1,5 мм.

Режимы наплавки

На качество наплавки оказывают влияние ток и напряжение, скорость подачи электродной проволоки и вращения детали, вылет проволоки и ее положение по отношению к детали.

При наплавке необходимо стремиться к тому, чтобы хорошее формирование валиков не сопровождалось глубоким проваром основного металла. Основное влияние на глубину провара оказывают сила тока и напряжение, чем они выше, тем глубже провар.

При большом вылете электродной проволоки возрастает сопротивление цепи, что приводит к нарушению процесса наплавки. А слишком большой вылет (свыше 25 мм) делает наплавку просто невозможной.

На форму и размеры наплавляемых валиков большое влияние оказывает скорость наплавки. Слишком большая скорость приводит к уменьшению ширины валика и к плохому сплавлению электродного металла с основным.

При наплавке флюс должен равномерно и достаточно толстым слоем покрывать сварочную ванну и конец электродной проволоки на протяжении всего процесса наплавки. Малейшее открытие ванны и дуги приводит к разбрызгиванию электродного металла и образованию дефектов в виде пор и раковин. Для того чтобы флюс лучше удерживался на поверхности детали, электродную проволоку подают на деталь с некоторым смещением от зенита.

В процессе наплавки под слоем флюса могут быть различные неполадки, снижающие качество. Причинами резкого изменения ширины и высоты наплавляемого валика являются большой вылет электродной проволоки из мундштука, износ выходного отверстия наконечника мундштука или неравномерная подача электродной проволоки (из-за пробуксовки подающих роликов, заедания и пр.). Чаще всего неравномерная подача проволоки вызывается слабым прижимом роликов или их износом.

При нарушении устойчивости горения дуги необходимо проверить прежде всего контакт проволоки с токосъемником (наконечником мундштука). С течением времени отверстие наконечника изнашивается, в результате чего увеличивается вылет проволоки.

Если поверхность наплавленного металла получается недостаточно гладкой, то следует увеличить силу тока или уменьшить подачу суппорта. Чтобы поверхность наплавки была наиболее гладкой образующий валик должен на треть перекрывать ранее наплавленный.